臨床応用では、高用量ビタミンB2の効果は片頭痛治療の常用薬であるフルフェニラフェン塩酸塩を上回り、副作用が少なく費用も低廉である。ビタミンB2の治療効果は、細胞ミトコンドリアのエネルギーポテンシャルを高めることに起因すると考えられる。ビタミンB2による片頭痛の予防・治療では、1ヶ月に数回しか発作が起こらない中等度患者に最も効果的で、大半の患者は3ヶ月間の投与で最良の効果が得られる。ビタミンB2の用量は通常、1日あたり約400mgに設定すべきである。